WO2004021175A2 - Verfahren zum einstellen einer einen mikroprozessor aufweisenden steuereinrichtung eines elektrischen gerätes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer einen Mikroprozessor aufweisenden Steuereinrichtung (12) eines elektrischen Gerätes. Um ein solches Verfahren universell bei beliebigen Steuereinrichtungen elektrischer Geräte einsetzen zu können, ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Einstellen einer einen Mikroprozessor aufweisenden Steuereinrichtung (12) eines elektrischen Gerätes vorgesehen, bei dem ein mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung (11) erzeugter und Anweisungen für den Mikroprozessor der Steuereinrichtung (12) enthaltender Quelltext in der Datenverarbeitungseinrichtung (11) mittels Compilieren (23) in einen systemunabhängigen Programmcode (24) umgesetzt wird. In einem folgenden Schritt (25) wird dieser systemunabhängige Programmcode (24) an das elektrische Gerät übermittelt. In der Steuereinrichtung (12) des elektrischen Gerätes wird der systemunabhängige Programmcode zur Durchführung eines Initialisierungsvorgangs (26) einmalig abgearbeitet, wobei eine Interpretereinrichtung verwendet wird, die eine Umsetzung der Anweisungen des systemunabhängigen Programmcodes (24) in für die Steuereinrichtung (12) verständliche Anweisungen vornimmt, und unter Abschließen des Einstellens der Steuereinrichtung (12) der systemunabhängige Programmcode (24) in die Interpretereinrichtung der Steuereinrichtung (12) eingebunden wird.

Description

Beschreibung

Verfahren zum Einstellen einer einen Mikroprozessor aufweisenden Steuereinrichtung eines elektrischen Gerätes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen einer einen Mikroprozessor aufweisenden Steuereinrichtung eines elektrischen Gerätes .

Ein solches Verfahren ist aus der Druckschrift „Automatisieren mit SIMATIC S5-155U", Hans Berger, 1992, Seite 17 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird die Einstellung einer speicherprogrammierbaren Steuerung als Steuereinrichtung beschrieben. Hierbei wird ein von einem Programmierer mittels einer speziellen Programmiereinrichtung erstelltes Steuerungsprogramm durch das Programmiergerät in einen für die jeweilige speicherprogrammierbare Steuerung spezifischen Maschinencode übertragen, anschließend mittels einer Diskette gespeichert und an die speicherprogrammierbare Steuerung übertragen. Die Erstellung des Steuerungsprograπimes durch den Programmierer kann hierbei als sogenannte Anweisungsliste in Textform oder als sogenannter Kontaktplan oder Funktionsplan in graphischer Form erfolgen.

Speicherprogrammierbare Steuerungen werden üblicherweise in großen Stückzahlen und in einer standardisierten Ausführung hergestellt. Ein Einstellen der speicherprogrammierbaren Steuerung auf die spezielle Steuerungsaufgabe mit Hilfe eines Steuerungsprogrammes kann somit auch auf dem oben beschriebe- nen standardisierten Wege geschehen; ein auf diese Weise erstellter Programmcode ist ohne Weiteres auf allen speicherprogrammierbaren Steuerungen derselben Baureihe einsetzbar. Für zeitkritische Steuerungsaufgaben oder solche, die auch unter extremen Umwelteinflüssen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Erschütterungen) ausgeführt werden sollen, reichen standardisiert hergestellte speicherprogrammierbare Steuerungen nicht aus. Für solche Steuerungsaufgaben werden spezielle Hardwarelösungen entwickelt, die für den jeweiligen Verwendungszweck maßgeschneidert sind. Bei Verwendung des bekannten Verfahrens müsste in diesem Fall also zum Einstellen jeder individuell ausgebildeten Steuereinrichtung ein eigenes Steuerprogramm entwickelt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einstellen einer einen Mikroprozessor aufweisenden Steuereinrichtung eines elektrischen Gerätes vorzuschlagen, das universell für jede beliebige Steuereinrichtung eingesetzt wer- den kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Einstellen einer einen Mikroprozessor aufweisenden Steuereinrichtung eines elektrischen Gerätes vorgesehen, wobei ein mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung erzeugter und Anweisungen für den Mikroprozessor der Steuereinrichtung enthaltender Quelltext in der Datenverarbeitungseinrichtung mittels Compilieren in einen systemunabhängigen Programmcode umgesetzt wird, in einem folgenden Schritt dieser systemunab- hängige Programmcode an das elektrische Gerät übermittelt wird, in der Steuereinrichtung des elektrischen Gerätes der systemunabhängige Programmcode zur Durchführung eines Initialisierungsvorgangs einmalig abgearbeitet wird, wobei eine Interpretereinrichtung verwendet wird, die eine Umsetzung der Anweisungen des systemunabhängigen Programmcodes in für die

Steuereinrichtung verständliche Anweisungen vornimmt, und unter Abschließen des Einstellens der Steuereinrichtung der systemunabhängige Programmcode in die Interpretereinrichtung der Steuereinrichtung eingebunden wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist in vorteilhafter Weise eine Einstellung einer Steuereinrichtung auf eine bestimmte Steuerungsaufgabe bzw. Wirkung ohne Berücksichtigung der jeweiligen Spezifikation dieser Steuereinrichtung möglich. In der Datenverarbeitungseinrichtung wird nämlich aus einem Quelltext zunächst nur ein systemunabhängiger Programm- code erzeugt; unter systemunabhängiger Programmcode wird ein von der Soft- und/oder Hardware-Ausstattung der Steuereinrichtung unabhängiger Programmcode verstanden. Bei der Datenverarbeitungseinrichtung kann es sich dabei beispielsweise um ein spezielles Programmiergerät, aber auch um einen herkömm- liehen Personalcomputer mit für diese Anwendung entsprechend ausgestalteter Software handeln. Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass die eigentliche Anpassung des Programms an das jeweilige elektrische Gerät zur Einstellung der Steuereinrichtung erst innerhalb des jeweiligen elektrischen Ge- rätes selbst stattfindet.

Vorteilhafterweise wird das beschriebene Verfahren bei schütz- oder leittechnischen Geräten angewendet. Solche Geräte stellen häufig spezielle und insbesondere zeitkritische Anforderungen an ihre Steuereinrichtungen, so dass hier kein standardisierter Steuerbaustein verwendet werden kann. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, verschiedenartige Steuereinrichtungen unter Verwendung eines einzigen systemunabhängigen Programmcodes auf dieselbe Steu- eraufgabe einzustellen.

Vorteilhafterweise erfolgt ferner in der Datenverarbeitungseinrichtung die Erzeugung des Quelltextes durch Umsetzung ei- ner graphischen Darstellung der Anweisungen für den Mikroprozessor der Steuereinrichtung in eine den Quelltext bildende Textdarstellung. Auf diese Weise wird die Programmierung dadurch erleichtert, dass an einer graphischen Programmoberflä- ehe gearbeitet werden kann. Die Datenverarbeitungseinrichtung nimmt die Umsetzung der Graphik in den Quelltext automatisch vor. Es wäre ebenso denkbar, eine bereits vorhandene graphische Darstellung in die Datenverarbeitungseinrichtung zu importieren und dort in den Quelltext umsetzen zu lassen. In diesem Fall entfällt die Programmiertätigkeit an der Datenverarbeitungseinrichtung. Vorstellbar für eine graphische Darstellung des Quelltextes sind an sich aus dem Bereich der speicherprogrammierbaren Steuerungen bekannte Methoden wie der Funktionsplan oder der Kontaktplan; eine komfortablere und leistungsfähigere Möglichkeit stellt die Verwendung von CFC-Anwendungen (Continuous Flow Chart) dar.

Bei Verwendung einer graphischen Methode ist es weiterhin vorteilhaft, dass bei der Umsetzung der graphischen Darstel- lung der Anweisungen in die Textdarstellung zusätzliche Wiederherstellungsanweisungen in die Textdarstellung eingebunden werden, die zu einer vollständigen Wiederherstellung der jeweiligen graphischen Darstellung aus ihrer Textdarstellung dienen. Die eingefügten Wiederherstellungsanweisungen werden von der Steuereinrichtung ignoriert; sie dienen ausschließlich der Wiederherstellung der graphischen Darstellung. Auf diese Weise kann aus der Textdarstellung jederzeit die entsprechende graphische Darstellung vollständig wiedergewonnen werden, so dass notwendig werdende Änderungen oder Ergänzun- gen auf einfache Weise vorgenommen werden können.

Vorteilhafterweise handelt es sich ferner bei der Steuereinrichtung um eine ereignisgesteuerte Steuereinrichtung. Eine solchermaßen arbeitende Steuereinrichtung reagiert unmittelbar auf auftretende Meldungen oder Eingangssignale, während beispielsweise eine zyklisch arbeitende Steuereinrichtung jeden Eingang in einem Zyklus nur jeweils einmal abfragt, was zur Folge hat, dass sehr kurzzeitig an einem Eingang anliegende Ereignisse übersehen werden können. Erfindungsgemäß können allerdings auch solche elektrischen Geräte Anwendung finden, die sowohl zyklisch als auch ereignisgesteuerte Prozesse aufweisen. In diesem Falle liegen meist unterschiedlich priorisierte Ablaufebenen für die durchzuführenden Prozesse vor, wobei diejenigen Prozesse auf einer hoch priorisierten Ablaufebene vorrangig vor niederpriorisierten Prozessen durchgeführt werden.

Vorteilhafterweise umfasst der Einbindungsvorgang einen Verknüpfungsvorgang, bei dem mögliche Eingangssignale an der Steuereinrichtung mit vorbestimmten im systemunabhängigen Programmcode enthaltenen Anweisungen derart verknüpft werden, dass ein Auftreten oder eine Änderung der jeweiligen Ein- gangssignale eine Ausführung der verknüpften Anweisung bewirkt. Auf diese Weise sind bereits bei Beendigung des Ein- stellvorgangs alle möglichen Eingangssignale (Ereignisse) an der Steuereinrichtung mit den zugehörigen Anweisungen im systemunabhängigen Programmcode verknüpft, so dass bei Auf- treten eines solchen Ereignisses ohne Zeitverlust die entsprechende Handlung ausgeführt wird. Natürlich erfolgt die Abarbeitung der durch das jeweilige Ereignis ausgelösten Handlung unter Zuhilfenahme der Interpretereinrichtung.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sind in Figur 1 schematisch die Vorgänge in einer Steuereinrichtung eines elektrischen Gerätes, bei der das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz kommt, und in

Figur 2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einstellen einer Steuereinrichtung dargestellt.

In Figur 1 sind die Abläufe in einer Steuereinrichtung eines elektrischen Gerätes schematisiert dargestellt. Eine Zustandstabelle 1 gibt hierbei ein genaues Abbild des in der Steuereinrichtung ablaufenden Prozesses wieder. So werden in der Zustandstabelle 1 beispielsweise die Zustände verschiede- ner Ein- und Ausgänge 2 der Steuereinrichtung des elektrischen Gerätes dargestellt. Bei den Ein- und Ausgängen 2 kann es sich beispielsweise um Messwerteingänge, Binäreingänge bzw. -ausgänge oder auch Kommunikationseingänge bzw. -ausgän- ge handeln. Beispielhaft sei der Eingang 2a herausgegriffen: Hierbei handele es sich beispielsweise um einen Binäreingang, der in seiner „High-Stellung" anzeigt, das ein bestimmtes Alarmsignal vorliegt (beispielsweise zeigt ein mit dem elektrischen Gerät verbundener Messwertaufnehmer an, dass ein bestimmter Schwellenwert überschritten wurde) und seiner „Low-Stellung" , das eben dieses Alarmsignal nicht mehr ansteht. In der Zustandstabelle wird jede Veränderung der Ein- bzw. Ausgänge registriert und gespeichert. Weiterhin enthält die Tabelle beispielsweise Informationen über Vorgänge, die ausgelöst werden sollen, wenn ein bestimmter Ein- bzw. Ausgang einen festgelegten Wert annimmt. Beispielsweise enthält die Zustandstabelle 1 bezüglich des Binäreingangs 2a die Information, dass in der High-Stellung des Binäreingangs 2a (ein Alarmsignal liegt an) ein Vorgang zum Unterbrechen eines Leistungsschalters angestoßen werden soll. Die Zustandstabelle 1 ist zusätzlich datentechnisch verbunden mit der Interpretereinrichtung 3 , in die ein systemunabhängiger Programmcode 4 eingebettet ist. Die Interpretereinrichtung 3 dient zur Umsetzung der Anweisungen, die in dem systemunabhängigen Programmcode 4 enthalten sind, in solche Anweisungen, die von der Steuereinrichtung verstanden werden können und von ihrem Mikroprozessor direkt abgearbeitet werden können. Dabei können sowohl Informationen von der Zustandsta- belle 1 mittels der Interpretereinrichtung 3 für das systemunabhängige Programmcode 4 zugänglich gemacht werden als auch in umgekehrter Richtung von dem systemunabhängigen Programmcode 4 mittels der Interpretereinrichtung 3 Informationen in die Zustandstabelle 1 geschrieben werden. Dabei stellt der systemunabhangige Programmcode 4 für die Steuereinrichtung beispielsweise die notwendigen Anweisungen zur Verfügung, die in den Fällen durchgeführt werden müssen, in denen die in der Zustandstabelle 1 aufgeführten Zustände des Prozesses des elektrischen Gerätes vorbestimmte Werte annehmen.

Die Figur 2 ist in zwei durch Rahmen angedeutete Bereiche aufgeteilt, wobei der linke Rahmen schematisch eine Datenverarbeitungseinrichtung 11 und der rechte Rahmen schematisch eine Steuereinrichtung 12 eines im Übrigen nicht gezeigten elektrischen Geräts darstellt. Mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 11 wird in einem ersten Schritt 22 zunächst eine graphische Darstellung 21 von Anweisungen für die einen Mikroprozessor aufweisende Steuereinrichtung 12 in eine entsprechende Textform umgewandelt. Zusätzlich zu den Anweisun- gen für die Steuereinrichtung 12 werden in den Quelltext Wiederherstellungsanweisungen eingebunden, die eine vollständige Wiederherstellung der graphischen Darstellung 21 aus dem Quelltext in seiner Textform ermöglichen. Der in der Textform vorliegende Quelltext wird in einem weiteren Schritt 23 durch Compilieren in einen systemunabhängigen Programmcode 24 umgesetzt. Dieser systemunabhängige Pro- grammcode 24 stellt noch keine funktionsfähige Anweisungsvorschrift für die Steuereinrichtung 12 dar. Zunächst muss der systemunabhängige Programmcode 24 in einem darauf folgenden Schritt 25 an das elektrische Gerät übertragen werden. In der Steuereinrichtung 12 findet daraufhin ein Initialisierungs- Vorgang 26 statt. Einzelne Teile des systemunabhängigen Programmcodes 24 werden zu einer Einheit verbunden (gelinkt) und mittels Initialisierungswerten einmalig abgearbeitet. Da der Mikroprozessor der Steuereinrichtung 12 die in dem systemunabhängigen Programmeode 24 enthaltenen Anweisungen nicht direkt abarbeiten kann, erfolgt die Abarbeitung unter Zuhilfenahme einer dazwischengeschalteten Interpretereinrichtung. Während des Initialisierungsvorgangs 26 werden beispielsweise einzelnen Teilen des systemunabhängigen Programmcodes 24 physikalische Speicherplätze (Adressen) in einer dem Mikropro- zessor der Steuereinrichtung 12 zugeordneten Speichereinrichtung zugewiesen und daraufhin Verknüpfungen zwischen einzelnen Teilen des systemunabhängigen Programmcodes 24 aufgelöst. Ferner werden bestimmten Teilen des systemunabhängigen Prgrammcodes bestimmte Ein- bzw. Ausgänge des elektrischen Gerätes 2 zugeordnet und in der Zustandstabelle 1 gemäß Figur 1 benötigte ereignisauslösende Zustände der Ein- bzw. Ausgänge festgelegt. Während des Initialisierungsvorganges wird folglich gewissermaßen die Verbindung zwischen der Interpretereinrichtung 3 mit dem systemunabhängigen Programmcode 4 einerseits und der Zustandstabelle 1 andererseits geknüpft (vgl. Figur 1) . Nach der erfolgten Initialisierung wird der systemunabhängige

Programmcode 24 in einem weiteren Schritt 27 nochmals gelinkt und in die Interpretereinrichtung zu dessen Abarbeitung eingebunden. Dabei bleiben die während des Initialisierungsvor- gangs 26 festgelegten Verknüpfungen, Zuordnungen und Zu- standsfestlegungen erhalten. Zudem erfolgt an dieser Stelle gegebenenfalls eine Verknüpfung möglicher Ereignisse, die als Eingangssignale an die Steuereinrichtung übermittelt werden, mit den jeweils auszuführenden Anweisungen, die im syste - unabhängigen Programmcode hinterlegt sind. Im Anschluss daran ist das Einstellen der Steuereinrichtung 12 abgeschlossen, nun können die im systemunabhängigen Programmcode 24 enthaltenen Anweisungen mittels der Interpretereinrichtung stationär abgearbeitet werden. Auf diese Weise ist die Steuerein- richtung 12 des elektrischen Gerätes derart eingestellt, dass sie die notwendigen Handlungen zur Steuerung des elektrischen Gerätes vornehmen kann.

Der in der Datenverarbeitungseinrichtung 11 erzeugte system- unabhängige Programmcode 24 kann analog zu der oben beschriebenen Vorgehensweise auch an beliebige andere (in der Figur nicht dargestellte) mikroprozessorgesteuerte Steuereinrichtungen von weiteren elektrischen Geräten übertragen werden. Sofern diese übrigen Steuereinrichtungen entsprechende Inter- pretereinrichtungen aufweisen, die eine Umsetzung der Anweisungen des systemunabhängigen Programmcodes 24 in von der jeweiligen Steuereinrichtung 12 verständliche Anweisungen vornehmen können, kann der einmal erzeugte systemunabhängige Programmcode 24 für alle diese Geräte ohne weitere Änderungen oder Ergänzungen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Einstellen einer einen Mikroprozessor aufweisenden Steuereinrichtung (12) eines elektrischen Gerä- tes, bei dem ein mittels einer Datenverarbeitungseinrichtung (11) erzeugter und Anweisungen für den Mikroprozessor der Steuereinrichtung (12) enthaltender Quelltext in der Datenverarbeitungseinrichtung (11) mittels Compilieren (23) in einen systemunabhängigen Programmcode (24) umgesetzt wird, in einem folgenden Schritt (25) dieser systemunabhängige Programmcode an das elektrische Gerät übermittelt wird, - in der Steuereinrichtung (12) des elektrischen Gerätes der systemunabhangige Programmcode (24) zur Durchführung eines Initialisierungsvorgangs (26) einmalig abgearbeitet wird, wobei eine Interpretereinrichtung verwendet wird, die eine Umsetzung der Anweisungen des systemunabhängigen Programmcodes (24) in für die Steuereinrichtung (12) verständliche Anweisungen vornimmt, und zum Abschließen des Einstellens der Steuereinrichtung ein Einbindungsvorgang (27) durchgeführt wird, bei dem der systemunabhängige Programmcode in die Interpretereinrichtung der Steuereinrichtung (12) eingebunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das als elektrisches Gerät ein schütz- oder leittechnisches Gerät verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in der Datenverarbeitungseinrichtung (1) die Erzeugung des Quelltextes durch Umsetzung einer graphischen Darstellung (21) der Anweisungen für den Mikroprozessor der Steuereinrichtung (12) in eine den Quelltext bildende Textdarstellung erfolgt .

4. Verfahren nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass bei der Umsetzung der graphischen Darstellung (21) der Anweisungen in die Textdarstellung zusätzliche Wiederher- stellungsanweisungen in die Textdarstellung eingebunden werden, die zu einer vollständigen Wiederherstellung der jeweiligen graphischen Darstellung (21) aus ihrer Textdarstellung dienen.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Steuereinrichtung (12) eine ereignisgesteuerte Steuereinrichtung verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Einbindungsvorgang (27) einen Verknüpfungsvorgang umfasst, bei dem mögliche Eingangssignale an der Steuereinrichtung mit vorbestimmten im systemunabhängigen Programmcode enthaltenen Anweisungen derart verknüpft werden, dass ein Auftreten oder eine Änderung der jeweiligen Eingangs- Signale eine Ausführung der verknüpften Anweisung bewirkt.